ILLUMINAZIONE: SVILUPPI FUTURI E NUOVE TECNOLOGIE

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1 ILLUMINAZIONE: SVILUPPI FUTURI E NUOVE TECNOLOGIE Ravenna, 1 Ottobre 2009 Ing. Alberto Ricci Petitoni - I-DEA srl

2 Normative Italiane / Europee L.R. E.R. n.19/2003 Circolare Esplicativa DGR n.2263/2005 Norme UNI EN maggio 2004 UNI Ottobre 2007 Il progetto per illuminazione esterna è obbligatorio per legge.

3 NORME UNI UNI ILLUMINAZIONE STRADALE: Scelta delle categorie illuminotecniche EN : Requisiti prestazionali: definizione dei requisiti illuminotecnici EN : Calcolo delle prestazioni: definizione del metodo di calcolo EN : Metodi di misurazione delle prestazioni fotometriche: definizione del metodo di misura 12464/2004 Illuminazione posti lavoro all aperto 11095/2003 Illuminazione gallerie stradali 12193/2001 Impianti sportivi Norme UNI sono volontarie non obbligatorie ma sono considerate dallo Stato la regola dell arte arte.

4 NORMA UNI Classificazione delle strade e categoria illuminotecnica di riferimento; Analisi dei rischi; Zone di studio; Griglie di calcolo; Misurazioni; Progetto; Piano di manutenzione; App.C: illuminazione intersezioni stradali

5 Vecchia norma UNI 10439: Requisiti illuminotecnici delle strade a traffico motorizzato Valida solo per strade in rettilineo e con traffico motorizzato

6 NORMA UNI CLASSIFICAZIONE STRADA FASI OPERATIVE: 1- definire una categoria illuminotecnica di riferimento: Tale categoria deriva direttamente dalle leggi e norme di settore, la classificazione non è normalmente di competenza del progettista, ma lo stesso può aiutare nell individuazione della corretta classificazione. 2- definire una categoria illuminotecnica di progetto: dipende dall applicazione dei parametri di influenza e specifica i requisiti illuminotecnici da considerare nel progetto dell impianto; 3- definire una categoria illuminotecnica di esercizio: in relazione all analisi dei parametri di influenza (analisi dei rischi) e ad aspetti di contenimento dei consumi energetici, sono quelle categorie che tengono conto del variare nel tempo dei parametri di influenza, come in ambito stradale, il variare dei flussi di traffico durante la giornata. I punti 2 e 3 sono di competenza e responsabilità del progettista

7 AMBITI DI APPLICAZIONE EN : CATEGORIE ILLUMINOTECNICHE Marciapiede con vetrine: Ill. orizzontali+semicindrici Rotatorie, svincoli e incroci: ill. orizzontali Parcheggi e aree di sosta: ill.orizzontali Pista ciclabile, strade pedonali Lungomare e giardini: Ill. orizzontali Strada secondaria e zone industriali: luminanza Strada principale in città: Luminanza+ ill.orizzontali Passaggio pedonale: ill. verticali Zone a rischio di crimine Marciapiede: ill. semicindrici

8 CATEGORIE ILLUMINOTECNICHE: SOMMARIO REQUISITI ILLUMINOTECNICI Classe illuminotecnica ME MEW CE S A ES EV Parametro di riferimento Luminanza Luminanza Illuminamento orizzontale Illuminamento orizzontale Illuminamento emisferico Illuminamento semicilindrico Illuminamento verticale Utilizzo prevalente Carreggiata stradale con prevalente traffico motorizzato e fondo prevalentem. asciutto Carreggiata stradale con prevalente traffico motorizzato e fondo prevalentem. bagnato Aree di conflitto come strade commerciali, incroci, rotatorie, sottopassi.. Strade pedonali, piste ciclabili, campi scuola, parcheggi. Strade pedonali, piste ciclabili, campi scuola, parcheggi. (in zone del nord Europa) Classe aggiuntiva per aumentare il senso di sicurezza e ridurre la propensione al crimine Classe aggiuntiva per facilitare la percezione di piani verticali come passaggi pedonali, caselli.

9 ILLUMINAZIONE STRADALE - CLASSE ME - Classe ME 1 ME 2 ME 3a ME 3b ME 3c Lcd/m Luminanza della careggiata U U l Contrasto soglia TI E.m aree circostanti SR A cosa cosa serve serve Definisce i i parametri minimi minimi necessari per per soddisfare in in primis primis le le esigenze del del traffico traffico motorizzato nei nei casi casi in in cui cui la la luminanza è applicabile ME 4a ME 4b ME 5 ME N.R.

10 - CLASSE CE - A cosa Serve Per determinare i parametri da rispettare nei punti di conflitto ossia nelle aree dove i flussi di traffico motorizzato si intersecano e le convenzioni della luminanza non sono applicabili Uo= Emedio/Emin Classe Illuminamento orizzontale E. Medio U o Quando usarla Incroci importanti, rotatorie e svincoli. Strade di aree commerciali. Corsie di incolonnamento e decelerazione. Sottopassi pedonali e ciclabili. CE0 CE1 CE2 CE3 CE4 CE

11 - CLASSE S - Quando usarla Nei parcheggi, nelle piste ciclabili, nei marciapiedi affiancati alle strade Illuminamento orizzontale Classe E. Medio E.min A cosa serve Definisce il valore minimo di sicurezza da rispettare in aree principalmente pedonali o di secondaria importanza S1 S2 S2 S4 S5 S6 S Non determinato

12 Equilibrio tra diversi requisiti illuminotecnici Livelli di prestazione visiva Luminanza [cd/m2] luminanza ME1 2 MEW1 ME2 1.5 MEW2 ME3 1.0 MEW3 ME MEW4 ME5 0.5 MEW5 ME 0.3 E. orizzontali CE0 CE1 CE2 CE3 CE4 CE5 E. orizzontali S1 S2 S3 S4 S5 S6 E.semisferici * A1 A2 A3 A4 A5 E. semicilindrici ES1 ES2 ES3 ES4 ES5 ES6 ES7 ES8 ES9 E.verticali EV12 EV3 EV4 EV5 Questa tabella permette un confronto UNI11248-EN13201 Classi aggiuntive *: la classe A è utilizzata in alcuni paesi come alternativa alla S

13 CLASSIFICAZIONE ILLUMINOTECNICA CLASSIFICAZIONE STRADA: Categoria illuminotecnica di riferimento B Extraurbana principale (Me3a) Confine comunale zona extraurbana B Extraurbana principale (Me3a) zona urbana zona urbana F - Urbana interzonale (Ce5) F - Urbana locale (Me4b) B Urbana a scorrimento veloce (Me3a) D Urbana a scorrimento (Me3c) E - Urbana di quartiere (Me3c) C Extraurbana secondaria (Me4b) F Extra Urbana locale (Me4b)

14 CLASSIFICAZIONE STRADA: Categoria illuminotecnica di riferimento La tabella allegata permette di risalire alla categorie illuminotecnica di riferimento in funzione della classificazione stradale.

15 CLASSIFICAZIONE STRADA: Categoria illuminotecnica di progetto e di esercizio Applicazione Parametro d influenzad Valori indicativi UNI11248 Stradale /Ciclo/ Ciclo-Ped. Stradale/Ciclo Ciclo-Ped. Stradale Stradale NON stradale Ped./Aree Ped. Ped./Aree Ped. Stradale Stradale Stradale Stradale Compito visivo normale Condizioni non conflittuali Flusso del traffico <50% del max. previsto Flusso del traffico <25% del max. previsto Quando i flussi di traffico veicolare e pedonale decrescono considerevolmente entro le ore 24 Ra>=60 Ra<30 Pericolo di aggressione -11 (declassamento) non sommabili e non applicabili alla categoria A1-22 (declassamento) Non indicato -11 (declassamento) 1 (incremento) 1 (incremento) Estensione limitata a zone di progetto molto ristrette Segnaletica efficace nelle zone conflittuali In corrispondenza di svincoli o intersezioni a raso In prossimità di passaggi pedonali e In prossimità di dispositivi rallentatori -11 (declassamento) 1 (incremento)

16 CLASSIFICAZIONE STRADA: Osservazione Importante: Riferimento: Decreto del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti del 5 novembre 2001 Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade - le strade residenziali sono di tipo F => di rete locale, - le strade urbane di quartiere sono di tipo E => di penetrazione verso la rete locale. Le strade di una città, se non ci pensiamo, tendiamo a chiamarle urbane di quartiere ma nel D.M. dei Trasporti le strade Urbane di quartiere sono le strade principali che penetrano il tessuto urbano provenendo dall esterno. Quest ultima classificazione (urbane di quartiere), comporta un raddoppio della luminanze (rispetto alle urbane locali)

17 CLASSIFICAZIONE STRADA: Categoria illuminotecnica di progetto e di esercizio Mostriamo per le strade più comuni, tipo F - Urbana Locale, le situazioni di riferimento: 1- categoria illuminotecnica di riferimento ME4: - con compito visivo normale (nella maggior parte delle situazioni) tale indice diventa un indice di progetto ME5, nei restanti casi rimane ME4b, - qualora non sia applicabile il calcolo della luminanza secondo EN13201, si usa la categoria equivalente CE, che per situazioni di compito visivo normale tale indice è CE5 e negli altri casi CE4, 2- Strade a traffico veicolare con velocità minore di 30km/h: categoria illuminotecnica di riferimento CE4 per centri storici e isole ambientali, e CE5 per il resto.

18 NORMA UNI IL PROGETTO ILLUMINOTECNICO DEVE CONTENERE: - informazioni dettagliate per individuare chiaramente la zona o le zone di studio considerate e/o che si sono selezionate ai fini del progetto; - la corretta classificazione della strada/altro e la giustificazione delle scelte unitamente alla categoria illuminotecnica di riferimento ed ai parametri principali utilizzati per le definizione della categoria illuminotecnica di riferimento, il loro peso, i dati e le fonti utilizzate; - l analisi del rischio e le sue conseguenze sul progetto; - i parametri di influenza eventualmente considerati per completare il progetto con giustificazione della scelta e dei valori adottati e le categorie illuminotecniche di progetto e di esercizio; - la griglia ed i parametri di calcolo, i parametri di riflessione della pavimentazione stradale (se necessari); - i requisiti fotometrici di calcolo per le categorie illuminotecniche di progetto e/o di esercizio, corredati delle tabelle di luminanza (ove previste) e dai valori di illuminamento calcolati negli stessi punti della griglia; - un piano per la manutenzione per garantire il mantenimento dei requisiti illuminotecnici di progetto.

19 LED

20 LED

21 Cos è un LED? Diodo èun semiconduttore che lascia passare la corrente solo in un verso LED (Light Emitting Diode) èun diodo che emette luce Proprietà che si ottiene grazie all aggiunta di alcuni elementi chimici (drogaggio)

22 Come funziona un LED? Due elementi di semiconduttore Separati da un materiale di giunzione Il drogaggio provoca un flusso di elettroni il quale comporta emissione di luce attraversando la giunzione

23 Come funziona un LED? Energia spettrale (ev) Lunghezza d onda (nm) InGaN AllnGap AllGaAs

24 Come funziona un LED? Royal Blue Blue Cyan Green InGaN AlInGaP Red Amber O White (Blue+phosphor)

25 SMD (Surface mounted diode) Computer Automobili Cellulari INDICATORI 5mm (through hole) Spie luminose Pannelli di controllo Luce stop SEGNALAZIONE Luxeon (alta emissione) Semafori Illuminazione generale Illuminazione spot Torce Intrattenimento ILLUMINAZIONE

26 LED: Vantaggi Durata LED ad alta emissione durano più di ore Robustezza Non ci sono parti in movimento, elementi chimici soggetti a scarica o riscaldamento Manutenzione Praticamente non sono previsti interventi dato che il LED sopravvive all apparecchio Affidabilità Sono insensibili all umidità e alla temperatura esterna (accensione a 40 ) Sicurezza Funzionano In bassa tensione Luce pulita AssenzadiradiazioniIR e UV Ecologia Assenza di mercurio

27 LED: Vantaggi Dimensioni ridotte Maggiore controllo del flusso emesso e flessibilità di applicazione Colori Colori base vividi e possibilità di variazioni illimitate (RGB) Illuminazione decorativa Grazie agli effetti dinamici e alla possibilità di creare scenografie Inquinamento luminoso Ridotta emissione e possibilità di utilizzare effetti di luminanza

28 LED E FALSI MITI CON I NUOVI LED RISPARMI FINO AL 60% SULL ENERGIA PER L ILLUMINAZIONE PUBBLICA Il nuovo sistema, che consente importanti risparmi anche rispetto alle migliori tecnologie attualmente disponibili, sarà sperimentato a breve in tre comuni italiani, per essere poi esteso a livello nazionale EFFICIENZA LUMINOSA LED = lm/w Lampade al sodio = lm/w Lampade Ioduri metallici a bruciatore ceramico= lm/w

29 LED E FALSI MITI Flusso luminoso durata - temperatura

30 LED E FALSI MITI

31 LED SVILUPPI FUTURI Tecnologia a fosfori remoti: remote phosphor coating

32 LED SVILUPPI FUTURI Tecnologia a fosfori remoti: remote phosphor coating

33 LED SVILUPPI FUTURI Tecnologia Oled

34 LED: SEGNALAZIONE E ENERGY SAVING Lanterne semaforiche a led, (Es. interventi fatti nel Comune di Bologna, Imola, Castel San Pietro Terme (Bo) Anno Simple payback period: 4,68 anni Nota: Simple payback period (anni) = Costo investimento iniziale/ Risparmio annuo ottenuto Dal 2007 Nessun intervento di manutenzione

35 LED e illuminazione architettonica 2004 Monumento a Karol Wojtyla - Imola (Bo)

36 2004 Monumento a Karol Wojtyla - Imola (Bo) n. 9 led 1W da 350mA 35 lm

37 LED e illuminazione architettonica 2008 Passerella ciclopedonale Imola (Bo)

38 2008 Passerella ciclopedonale Imola (Bo)

39 2008 Passerella ciclopedonale Imola (Bo)

40 2008 Passerella ciclopedonale Imola (Bo)

41 LED: ILLUMINAZIONE FUNZIONALE Area verde e parcheggi per nuova scuola di bioedilizia

42 LED: ILLUMINAZIONE FUNZIONALE

43 Creatività LED: ILLUMINAZIONE FUNZIONALE

44 LED: ILLUMINAZIONE FUNZIONALE

45 2008 ILLUMINAZIONE ARCHITETTONICA Portici a Dozza (Bo)

46 2009 CONCORSO LED MILANO

47 3 o Sistemi telecontrollo Assistenza Tecnica Reattore elettronico dimmerabile con CB integrata Linea di alimentazione 230 Vac e supporto per la trasmissione di onde convogliate Unità di raccolta dati Centro di Supervisione Il sistema controlla e regola ogni singolo punto luce. Il collegamento avviene attraverso i cavi di alimentazione. Installabile anche in impianti esistenti

48 Alimentatori telecontrollati Il sistema Centralina

49 Installazione a livello di quadro La Collecting Unit può essere installata all interno del quadro esistente oppure su cassetto aggiuntivo, unica discriminante lo spazio.

50 Montaggio alimentatori elettronico L alimentatore elettronico sostituisce tutti i componenti che si trovano all interno dell armatura.

51 Mappatura Impianti

52 Riduzione del flusso luminoso Nell'immagine riportata, tratta da uno studio, si evidenzia come variano i flussi di traffico in funzione dell'orario. i flussi di traffico iniziano a crescere rapidamente dopo le 7 di mattina e decrescono in modo rapido dopo le 18, per scendere già ai livelli minimi dopo le 21 di sera. Se il traffico non raggiunge mai il 50% del traffico orario massimo previsto per tale tipo di strada è possibile declassificare di un indice la strada ai fini dell'illuminazione. Se il traffico nelle condizioni più sfavorevoli non raggiunge mai il 25% del traffico orario massimo previsto per tale tipo di strada è possibile declassificare di 2 indici illuminotecnici la strada ai fini dell'illuminazione.

53 Programmazione La centralina può essere programmata: via cavo RS 232 (locale) via rete GSM da remoto Al suo interno la centralina dispone di un modem GSM dove si deve inserire una SIM dati.

54 Risparmio energetico Reattore magnetico Reattore elettronico Reattore elettronico dimmerabile + controllo Qualità del servizio Risparmio Energia Risparmio Manutenzione 8 12 % % % %

55 Vantaggi del sistema Precisione, efficienza e flessibilità dell impianto Impianto con Reattore Magnetico tradizionale e regolatore di flusso centralizzato Impianto con reattore elettronico dimmerabile e telecontrollo punto-punto L illuminazione è omogenea in tutti i punti luce di tutto l impianto

56 Vantaggi del sistema Impianto con Reattore Magnetico tradizionale Quando le lampade sono spente la rete di distribuzione NON è alimentata Impianto con reattore elettronico dimmerabile e telecontrollo punto-punto Quando le lampade sono spente la rete di distribuzione può essere sempre alimentata e può essere utilizzata per il controllo del territorio e la sicurezza dei cittadini

57 COMUNE DI FONTANELICE Progetto pilota per risparmio energetico e videosorveglianza: rete illuminazione diventa cablaggio strutturato della città Videocamera installata sulla rete IP

58 CONCLUSIONI: i progettisti diventano figure centrali e con competenze multisettoriali; i progettisti assumono un alto grado di responsabilizzazione; rispetto dei ruoli e delle norme; pianificazione della luce Alberto Ricci Petitoni ingegnere I-DEA SRL

59 per il resto della mia vita rifletterò su cosa sia la luce - A. Einstein, Grazie